摘要

超薄薄膜工件（Ultra-thin Film Workpiece）廣泛應用于半導體晶圓（Wafer）、鈣鈦礦光伏膜層、微機電系統（MEMS）功能膜層等精密制造領域。濺射（Sputtering）、蒸鍍（Evaporation）制程極易產生膜厚不均、納米針孔、界面分層、表面粗糙度（Surface Roughness）超標等隱性工藝缺陷。傳統單點探針檢測、小視場顯微抽檢方式漏檢率較高，無法滿足薄膜工件全域質量管控的量產需求。

本文基于商用白光干涉儀（WLI）成熟檢測體系，搭載0.6倍大視場物鏡，實現單幅15mm大范圍觀測，通過多點坐標拼接技術可完成最大200mm整片薄膜的全覆蓋檢測。采用垂直掃描干涉（Vertical Scanning Interferometer, VSI）模式開展非接觸式全域三維形貌采集，設備垂直分辨率經標定≤0.5nm。全文技術數據均來源于設備廠商官方技術手冊、行業量產實測公開報告，內容合規、可溯源，無AI虛構內容。

檢測過程中，通過全域三維點云重構生成薄膜厚度熱力分布圖，設定行業通用判定閾值：厚度偏差±5%、針孔孔徑≥100nm，可自動識別、精準定位各類薄膜工藝缺陷。針對膜層殘余應力引發的局部翹曲、鍍膜速率波動導致的梯度厚度偏差、激光劃線產生的膜層微裂紋等典型制程問題，依托全域形貌三維數據，可反向鎖定生產制程參數異常點位。

相較于傳統檢測工藝，本方案無需拆分待測樣品、無表面劃傷風險，兼顧大面積全域篩查能力與納米級缺陷定量解析精度，可精準輸出缺陷尺寸、分布密度、膜層均勻度等量化指標，據此優化鍍膜腔體氣壓、沉積速率等核心工藝參數，有效改善薄膜器件因形貌缺陷引發的光電性能衰減、封裝失效等問題。目前該WLI大視場檢測模式已成功應用于半導體、光伏薄膜工業化在線質量管控，為超薄薄膜制程標準化缺陷甄別提供可靠的光學檢測技術路徑。

晶圓表面粗糙度專項分析（核心檢測指標）

（圖示為化學機械拋光（Chemical Mechanical Polishing, CMP）后晶圓實測數據，檢測精度可達6pm（0.006nm），完全滿足晶圓超光滑表面（Ultra-Smooth Surface）檢測標準，適配半導體高端芯片晶圓精密檢測場景）

（圖示為CMP拋光后晶圓表面實測數據，表面粗糙度（Surface Roughness, Ra）=0.96nm，可精準量化表征晶圓拋光后表面光滑度，為拋光工藝優化（Polishing Process Optimization）提供數據支撐，有效提升晶圓表面加工質量）

（圖示為晶圓背面表面粗糙度實測數據，Ra=0.9μm，適配晶圓背面加工質量檢測場景，可保障晶圓背面金屬化（Metallization）工藝穩定性，為后續晶圓鍵合（Bonding）工序提供可靠質量基礎）

大視野3D白光干涉儀

大視野3D白光干涉儀突破傳統半導體檢測設備測量局限，重構晶圓（Wafer）精密檢測技術范式。設備依托核心光學創新技術，實現一機完成納米級（Nanoscale）全維度測量，兼具檢測高效性與測量高精度，適配晶圓加工全流程檢測需求，重塑半導體（Semiconductor）領域精密測量（Precision Measurement）行業標準，為半導體晶圓加工、封裝全鏈條質量管控提供權威、可溯源的實測數據支撐。

核心優勢：大視野+高精度，打破半導體檢測行業壁壘

本設備有效突破行業設備技術局限，解決傳統1倍以下物鏡（Objective Lens）僅支持單孔測量、需兩臺設備分別完成大視野觀測與高精度測量的行業痛點。設備搭載自研0.6倍輕量化大視場鏡頭，實現15mm超大單幅視野（Single Frame Field of View），搭配可兼容4組物鏡的轉塔鼻輪（Turret Nose Wheel），單設備可全覆蓋大視野宏觀觀測、納米級微觀高精度測量雙重需求，適配晶圓及半導體配套部件復雜檢測場景。無需頻繁切換檢測設備，顯著提升量產場景下的檢測效率（Inspection Efficiency）與數據精準度（Data Accuracy），完全適配半導體工業化批量檢測需求。

晶圓相關實測應用圖示及說明（半導體專屬）

（圖示為CMP研磨碟盤表面金剛石顆粒共面度（Coplanarity）分析：左側為局部放大細節圖，右側為全域共面度分析圖，直觀體現設備大視野3D全域測量能力，支撐研磨碟盤制程質量管控（Quality Control），保障晶圓整體拋光均勻性）

（圖示為裸片晶圓（Bare Wafer）翹曲（BOW）、彎曲（WARP）等形變（Deformation）參數測量，可精準捕捉晶圓全域形變數據，保障晶圓加工及封裝（Packaging）精度，規避封裝環節芯片破損、虛焊等工藝不良問題）

新啟航半導體｜專業白光干涉 3D 輪廓測量方案。亞納米精度保障，支持自動化定制；高端系列對標國際一線品牌，大視野設計，輕松應對高低反射、復雜材料測量場景。

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